[发明专利]电池负极材料及其制备方法和钠离子电池

权利要求书

1.一种电池负极材料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括：

(1)对含有磷源和含碳聚合物的溶液进行静电纺丝，得到磷掺杂的纳米纤维；

(2)对磷掺杂的纳米纤维进行真空干燥，所述真空干燥为冷冻真空干燥；

(3)在惰性气氛或真空条件下，对步骤(2)得到的固体物质进行加热处理；

所述磷源和含碳聚合物的摩尔比为1：20-100，其中磷源以磷元素计，含碳聚合物以碳元素计。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述磷源选自无机磷，所述含碳聚合物选自数均分子量为10000-1500000的高聚物。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述磷源选自磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸钠、焦磷酸钠、五氧化二磷和磷酸中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述含碳聚合物选自聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸酯、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯基咔唑、聚乙烯醇、聚乳酸、聚丙烯腈和聚氯乙烯中的至少一种。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的制备方法，其中，得到含有磷源和含碳聚合物的溶液的方式包括：

(a)将所述磷源溶解于溶剂A中；

(b)将所述含碳聚合物溶解于溶剂B中；

(c)将步骤(a)和步骤(b)所得的溶液混合。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，步骤(a)和步骤(b)所述的溶解以及步骤(c)所述的混合的方式各自独立地为：在20℃-90℃下，以150rpm-1000rpm的搅拌速度搅拌0.5h-4h。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其中，步骤(a)和步骤(b)所述的溶解以及步骤(c)所述的混合的方式各自独立地为：在40℃-80℃下，以300rpm-800rpm的搅拌速度搅拌1h-3h。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述溶剂A和溶剂B各自独立地选自甲酸、六氟异丙醇、2,2,2-三氟乙醇、三乙醇胺、1,3-二[三(羟甲基)甲氨基]丙烷、N-甲基吡咯烷酮、无水乙醇、六氟丙酮、四氢呋喃、三氯甲烷、二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和水中的至少一种。

9.根据权利要求1-4中任意一项所述的制备方法，其中，所述静电纺丝的条件包括：电压为10kV-25kV；出丝口与接收器的距离为10cm-30cm；纺丝速度为0.5-4mL/h；接收器转速为5-30rpm。

10.根据权利要求1-4中任意一项所述的制备方法，其中，所述静电纺丝的条件包括：电压为15kV-22kV；出丝口与接收器的距离为15cm-25cm；纺丝速度为0.8-2.5mL/h；接收器转速为10-25rpm。

11.根据权利要求1-4中任意一项所述的制备方法，其中，所述冷冻真空干燥的条件包括：温度为零下40℃-零下90℃，时间为10-36h。

12.根据权利要求1-4中任意一项所述的制备方法，其中，步骤(3)中所述加热处理的条件包括：以1-10℃/min的加热速率升温至700-1500℃，并保温1-10h。

13.根据权利要求1-4中任意一项所述的制备方法，其中，步骤(3)中所述加热处理的条件包括：以2-6℃/min的加热速率升温至900-1200℃，并保温2-8h。

14.一种由权利要求1-13中任意一项所述的方法制得的电池负极材料。

15.一种钠离子电池，其中，所述钠离子电池的负极材料为权利要求14所述的电池负极材料。